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電焊機空載自動斷電係統設計及應用

2015-12-23 來源：臨沂礦業集團（tuán）有限公司作者：陳國成楊（yáng）波

0 引言

在煤礦生產成本（běn）中用電消耗所（suǒ）占比例達 8% 以上，占用能消耗的 60% ～ 70%。為抓好用電管理、降低用電消耗既是決定礦井發展的效益工程，也是（shì）影響礦井形象的社會工程，是礦（kuàng）井日常生產管（guǎn）理中占據著舉足輕重的地位。2012年以來，隨著煤炭價格的急劇（jù）下滑、煤炭市場持續萎縮，集（jí）團公司下發了一係列降本增（zēng）效（xiào）的文件，通過對各用電環節進行（háng），深入細致的排查分析，認為各加工維修（xiū）車間電焊機空載（zǎi）運行的問題比較突出，以一台 BX1- 500 型電（diàn）焊機為（wéi）例，380 V空載電流達 10 A ～15 A，日空載電耗 15 度左右，一般每個礦井（jǐng）機修車間電焊機配備 6 ～ 8 台，每天造成用（yòng）電損耗 100kWh 以上，相當於一座礦工宿舍樓的用（yòng）電量，因此采取必要措施解決電焊機空（kōng）載用電浪費非常重要。通過調研分析，設計了一種電焊機空載自動斷電係統，取得了良好（hǎo）的效果。

1 電焊機空載自動斷電係（xì）統

係統主要由供電（diàn）電源、信號（hào）檢測部分、控製器（qì） 3 部分組成，係統控（kòng）製圖如圖 1 所示。

1) 供電電源。係統總電源采用 220 V 交流電，通過寬電壓電源模塊（kuài）轉（zhuǎn）換（huàn）為 DC 24 V 直（zhí）流電，一路為各輸入、輸出繼電器等外圍元件供電，另一路為三點（diǎn）式電感振蕩發生檢測模（mó）塊供電。振蕩模塊裝有 7805 穩壓管，將 DC 24 V 穩（wěn）壓成DC 5 V，為（wéi）振蕩器及各運算比較放大器供電。使用寬電壓電（diàn）源可有效解決大電流衝擊造（zào）成係統電壓（yā）波動大、運行（háng）不穩定的問題。

2) 信號檢測部（bù）分。主要為電（diàn）感式三（sān）點振（zhèn）蕩模塊，它產生 2 kHz 的高（gāo）頻振蕩波，加載於電焊機二次側，根據高頻電流對感性負載阻抗（kàng）大的（de）特點，正常不進行焊接工作時，高頻信號很強;當進行焊接工作時，由於電焊鉗與焊接工件接通，電焊機二次側兩線短（duǎn）路，使用迅速信號（hào）衰減，同（tóng）時模塊內運算（suàn）比較（jiào）放大器檢測不到高頻信號，檢測係統輸出回路迅（xùn）速翻轉，經放（fàng）大後輸出控製輸出繼電器（qì）發出信（xìn）號。

3) 控製器。選用 FX2N- 80MT 型 PLC，為係統的核（hé）心控製元件。當振蕩（dàng）模塊發出（chū）焊接信號後，PLC 收到經內部運算控製係統輸出繼電器吸合，輸出繼電（diàn）器控製電焊機（jī）接（jiē）觸器（qì）吸合（hé），電焊機正常運（yùn）行（háng）;當停（tíng）止焊接作業時， PLC 收不到振蕩模塊發出的信號，可立即（jí）或經（jīng）短暫（zàn）延時後(根（gēn）據實際情（qíng）況自行設定延時時間)切斷電焊機控製電源，電焊機停（tíng）止（zhǐ）運行。為防止係統故障和緊急情況，PLC 程序內（nèi）還編（biān）製了應急控製程序，見圖 2。其（qí）麵板安（ān）裝自動、手動轉換開關（guān）和急停開關，使用 ALT 轉（zhuǎn）換程序交替輸出指令，可實現手動單點控製，減少按鈕與 PLC 輸入點使用。

2 係統工作原理和特點

電焊機空載自動（dòng）斷電係統主要是引用可編程控製器(PLC)和（hé）高頻載波檢測技術。

2．1 工作原理

使用寬電壓電（diàn）源（yuán）解決了大電流衝擊問題;采用電感式（shì）三點振（zhèn）蕩（dàng）模塊解決檢測（cè）係統輸出回路可迅速（sù）翻轉，通過放大後輸出繼（jì）電（diàn）器發出信號;采用 PLC 控製器，並編製了應急控製程序。

2．2 安全特點

1)引入了（le）高頻載波檢測技術，提高控製靈敏度。

2) 寬（kuān）電壓（yā）控（kòng）製電源模塊引入，有效解（jiě）決大電流衝（chōng）擊給係統運行造成的影響。

3) 核心（xīn）控製部件使用 PLC，自動化（huà）程度、可靠性、擴展性均較高，條件具備可通過ＲS － 442 端（duān）口與計算機串口聯接，實現（xiàn）遠程監控，實現故障報警功能。

4) 係統設計及程序編製全麵，可自動手動轉換（huàn），具備係統手動急停斷電功能，引（yǐn）入 ALT 交替輸出程序（xù），實現單點控製，有效節（jiē）約資源（yuán）。

3 應用效益

1) 該係統在邱集煤礦進行試驗，使用效果非常理想，該礦機修車間共裝（zhuāng）備 5 台 BX1- 500 型電焊機（jī） 5 台，經測算每天節電 90 ～120 kWh，按該礦平均（jun1）電價 0．73 元計算，可（kě）實現年節電費 25 000 元左右。

2) 該係（xì）統（tǒng）對多台電焊機集中控製，具有維護（hù）簡單（dān）、擴展性強、可靠（kào）度高。

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